D2鋼冷凍箱對冷作模具D2鋼進行不同的深冷處理,并進行了顯微組織,表面硬度,耐磨性和沖擊韌度的測試與分析.結(jié)果表明,深冷處理,尤其是淬火回火后再進行深冷處理,有利于促進鋼中碳化物的彌散分布,提高表面硬度,耐磨性和沖擊韌度;淬火回火后進行-196℃×2 h深冷處理的冷作模具D2鋼,其表面硬度較未經(jīng)深冷處理試樣提高5.38%,20℃磨損體積減少68.89%,200℃磨損體積減少77.74%,沖擊韌度提高40.80%.
不同處理工藝對D2鋼殘留奧氏體的影響（體積百分?jǐn)?shù)%）
熱處理工藝
殘留奧氏體AR
1280℃淬火+500℃×1h×3次回火
10
-196℃深冷處理
7.6
D2鋼深冷箱的型號參數(shù)： 型 號 工作室尺寸 ( L×W×H ) 外形尺寸 ( L×W×H ) 冷凍能力 ( KG ) Cryometal-50L 400×350×350 1150×810×780 80 Cryometal-80L 500×400×400 1250×860×830 150 Cryometal-150L 600×500×500 1430×960×960 300 Cryometal-250L 700×600×600 1530×1060×1060 500 Cryometal-320L 900×600×600 1700×1180×1220 650 Cryometal-490L 1000×700×700 1800×1280×1220 1000 Cryometal-768L 1200×800×800 2000×1380×1320 1500 Cryometal-1500L 1500×1000×1000 2300×1700×1550 2500 Cryometal-2000L 2000×1000×1000 2800×1700×1550 3000 Cryometal-3000L 3000×1000×1000 3800×1700×1550 5000
型 號
工作室尺寸
( L×W×H )
外形尺寸
冷凍能力
( KG )
Cryometal-50L
400×350×350
1150×810×780
80
Cryometal-80L
500×400×400
1250×860×830
150
Cryometal-150L
600×500×500
1430×960×960
300
Cryometal-250L
700×600×600
1530×1060×1060
500
Cryometal-320L
900×600×600
1700×1180×1220
650
Cryometal-490L
1000×700×700
1800×1280×1220
1000
Cryometal-768L
1200×800×800
2000×1380×1320
1500
Cryometal-1500L
1500×1000×1000
2300×1700×1550
2500
Cryometal-2000L
2000×1000×1000
2800×1700×1550
3000
Cryometal-3000L
3000×1000×1000
3800×1700×1550
5000
D2鋼冷凍箱的機理
1、消除殘余奧氏體： 一般淬火回火后的殘余奧氏體在8～20％左右，殘余奧氏體會隨著時間的推移進一步馬氏體化，在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中，會引起體積的膨脹，從而影響到尺寸精度，并且使晶格內(nèi)部應(yīng)力增加，嚴(yán)重影響到金屬性能，深冷處理一般能使殘余奧氏體降低到2％以下，消除殘余奧氏體的影響。如果有較多的殘余奧氏體，強度降低，在周期應(yīng)力作用下，容易疲勞脫落，造成附近碳化物顆粒懸空，很快與基體脫落，產(chǎn)生剝落坑，形成較大粗糙度的表面。 2、填補內(nèi)部空隙，使金屬表面積即耐磨面增大： 深冷處理使得馬氏體填補內(nèi)部空隙，使得金屬表面更加密實，使耐磨面積增加，晶格更小，合金成分析出均勻，淬火層深度增加，而且不僅僅是表面，使翻新次數(shù)增加，壽命提高。 3、析出碳化物顆粒： 深冷處理不僅減少殘余馬氏體，還可以析出碳化物顆粒，而且可細(xì)化馬氏體孿晶，由于深冷時馬氏體的收縮迫使晶格減少，驅(qū)使碳原子的析出，而且由于低溫下碳原子擴散困難，因而形成的碳化物尺寸達(dá)納米級，并附著在馬氏體孿晶帶上，增加硬度和韌性。深冷處理后金屬的磨損形態(tài)與未深冷的金屬顯著不同，說明它們的磨損機理不同。 深冷處理可以使絕大部分殘余奧氏體馬氏體化，并在馬氏體內(nèi)析出高彌散度的碳化物顆粒，伴隨著基體組織的細(xì)微化，這種改變無法用傳統(tǒng)的金屬學(xué)，相變理論來解釋，也不是以原子擴散形式來進行的，一般 -160℃～－180℃下，原子已經(jīng)失去了擴散能力，只能以物理學(xué)能量觀點來解釋，其轉(zhuǎn)變機理目前尚未研究清楚。因此有待人們進一步探討。 4、減少殘余應(yīng)力。 5、使金屬基體更加穩(wěn)定。 6、使金屬材料的強度、韌性增加 7、使金屬硬度提高約HRC1～2 8、紅硬性顯著增加。
